民航飛行員非技術(shù)技能評(píng)價(jià)模型的研究*

王永剛，劉吉祥,2

(1.中國(guó)民航大學(xué) 安全學(xué)部, 天津 300300; 2 .中國(guó)民航大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，天津 300300)

0　引言

安全飛行技能包含技術(shù)技能和非技術(shù)技能。通過研究顯示，相對(duì)于技術(shù)技能，非技術(shù)技能對(duì)飛行安全的影響更大[1]。從近20年的飛行事故中可以發(fā)現(xiàn)，三分之二的飛行事故涉及人的失誤[2]，這些失誤不是由技術(shù)原因所導(dǎo)致，而是由機(jī)組的溝通、合作和決策等非技術(shù)技能的不足所導(dǎo)致的[3]。2017年，虹橋機(jī)場(chǎng)發(fā)生的飛機(jī)險(xiǎn)相撞事件，正是由于機(jī)長(zhǎng)高超的非技術(shù)技能——正確的判斷，之后果斷起飛，隨即飛機(jī)拉升，才避免了一場(chǎng)災(zāi)難。因此，飛行員非技術(shù)技能的高低對(duì)飛行安全的影響非常大。但是，目前對(duì)于飛行員非技術(shù)技能評(píng)價(jià)的研究較少。歐洲聯(lián)合航空局就非技術(shù)技能訓(xùn)練評(píng)估提出四維模型最具影響力，即合作、領(lǐng)導(dǎo)與管理、情景意識(shí)、決策四維模型[4]。Helmreich等對(duì)民航飛行員人因技能進(jìn)行了調(diào)查與分析，確定了5個(gè)非技術(shù)技能評(píng)價(jià)指標(biāo)：團(tuán)隊(duì)管理和機(jī)組交流、情景意識(shí)和決策、自動(dòng)化管理、特殊情況處理、技術(shù)熟練度[5]；游旭群根據(jù)開放式問卷調(diào)查和訪談結(jié)果，并在當(dāng)代CRM和TEM 模型以及中國(guó)航空安全文化特征研究的基礎(chǔ)上提出了民航飛行員非技術(shù)技能的評(píng)價(jià)指標(biāo)：自動(dòng)化系統(tǒng)認(rèn)識(shí)、情景意識(shí)與決策、領(lǐng)導(dǎo)與管理、人際交流與合作[6]；牟海鷹在對(duì)民航飛行員非技術(shù)技能結(jié)構(gòu)分析時(shí)，提出了應(yīng)激管理能力。又有學(xué)者研究連續(xù)駕駛時(shí)間和休息時(shí)間對(duì)商業(yè)駕駛者駕駛表現(xiàn)和恢復(fù)的影響時(shí)，提出應(yīng)激反應(yīng)能力，并且認(rèn)為其可以通過選擇反應(yīng)時(shí)間來測(cè)量[7]。但是，現(xiàn)有對(duì)于飛行員非技術(shù)技能評(píng)價(jià)模型的研究從指標(biāo)的確定到評(píng)價(jià)方法的選擇上多為定性地判斷飛行員非技術(shù)技能的高低，不能較為準(zhǔn)確地判斷特定飛行員非技術(shù)技能的薄弱環(huán)節(jié)。為了解決這些問題，本文構(gòu)建了飛行員非技術(shù)技能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，運(yùn)用因子分析-灰色關(guān)聯(lián)分析結(jié)合的評(píng)價(jià)方法，定量判斷飛行員非技術(shù)技能的高低，同時(shí)還可以找出飛行員非技術(shù)技能的薄弱環(huán)節(jié)，有的放矢地對(duì)飛行員開展針對(duì)性的非技術(shù)技能培訓(xùn)，以切實(shí)提高民航飛行員的非技術(shù)技能，降低事故率，提高民航的安全水平。

1　民航飛行員非技術(shù)技能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

1.1　評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

飛行員的非技術(shù)技能是指駕駛艙里不直接涉及飛機(jī)操作、系統(tǒng)管理、標(biāo)準(zhǔn)操作程序的飛行員的態(tài)度和行為[3]。進(jìn)行飛行員非技術(shù)技能評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)是評(píng)價(jià)指標(biāo)的確定。據(jù)引言敘述，歐洲聯(lián)合航空局、Helmreich和游旭群共同提出機(jī)組交流與合作、領(lǐng)導(dǎo)與管理、情景意識(shí)與決策可以作為飛行員非技術(shù)技能的評(píng)價(jià)指標(biāo)；牟海鷹與另一位國(guó)內(nèi)學(xué)者共同提出應(yīng)激能力應(yīng)作為飛行員非技術(shù)技能的評(píng)價(jià)指標(biāo)[3，7]；Helmreich提出的特殊情況處理屬于應(yīng)激能力的范疇；Helmreich認(rèn)為自動(dòng)化管理是評(píng)價(jià)飛行員非技術(shù)技能的指標(biāo)；而游旭群在后續(xù)的研究中則認(rèn)為自動(dòng)化系統(tǒng)認(rèn)識(shí)可以更準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)飛行員的非技術(shù)技能[6]。

本文綜合歐洲聯(lián)合航空局、Helmreich、國(guó)內(nèi)學(xué)者的評(píng)價(jià)指標(biāo)，確定機(jī)組交流與合作、自動(dòng)化系統(tǒng)認(rèn)識(shí)、情境意識(shí)與決策、領(lǐng)導(dǎo)與管理、應(yīng)激能力作為飛行員非技術(shù)技能的評(píng)價(jià)指標(biāo)。機(jī)組交流與合作可通過團(tuán)隊(duì)意識(shí)、職權(quán)梯度來衡量；自動(dòng)化系統(tǒng)意識(shí)可通過系統(tǒng)知識(shí)、程序操作、自動(dòng)化管理來衡量；領(lǐng)導(dǎo)與管理能力可通過負(fù)荷管理、領(lǐng)導(dǎo)方式來衡量；情景意識(shí)與決策能力可通過問題診斷、警覺意識(shí)、風(fēng)險(xiǎn)知覺、反饋調(diào)整、注意力、速度知覺和深度知覺來衡量[6-7]；應(yīng)激能力可以通過選擇反應(yīng)時(shí)間來衡量[7]。綜合以上分析，民航飛行員非技術(shù)技能指標(biāo)體系如圖1。

圖1　民航飛行員非技術(shù)技能指標(biāo)體系Fig.1　Index system of the civil aviation pilots non-technical skills

1.2　評(píng)價(jià)指標(biāo)體系可信度

為了驗(yàn)證指標(biāo)體系的可信度，向有經(jīng)驗(yàn)的飛行員、飛行教員發(fā)放調(diào)查問卷，總共發(fā)放問卷125份，收回問卷115份，剔除作廢問卷5份，可用問卷總數(shù)為110份。問卷回收率為88%，大于70%，說明此次問卷調(diào)查是可行的。

1.2.1信度

經(jīng)過SPSS運(yùn)算，其可靠性統(tǒng)計(jì)如表1，克隆巴赫系數(shù)大于0.7。因此，評(píng)價(jià)指標(biāo)體系信度滿足要求[8]。

表1　可靠性統(tǒng)計(jì)

1.2.2效度

經(jīng)過SPSS運(yùn)算：巴特利特球形檢驗(yàn)和KMO通過了驗(yàn)證，如表2，說明此模型做因子分析可行。

表2　KMO和巴特利特檢驗(yàn)

總方差解釋中，提取了卡方值大于1的5項(xiàng)主成分，并且5項(xiàng)主成分的累積方差百分比達(dá)到75.348%，符合要求。旋轉(zhuǎn)后的成分矩陣如表3所示，每一項(xiàng)指標(biāo)僅僅在某一個(gè)主成分上的載荷大于0.6，因此，評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的效度滿足要求。

表3　旋轉(zhuǎn)后的成分矩陣

2　民航飛行員非技術(shù)技能評(píng)價(jià)模型

本文運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)分析與因子分析相結(jié)合的方法來建立評(píng)價(jià)模型。灰色關(guān)聯(lián)分析法是一種多因素統(tǒng)計(jì)分析方法[9]，彌補(bǔ)了用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法作為系統(tǒng)分析所出現(xiàn)的弊端，計(jì)算工作量小,應(yīng)用比較方便，對(duì)樣本量的多少要求較低[10]。研究飛行員非技術(shù)技能指標(biāo)體系中部分指標(biāo)的測(cè)量條件比較苛刻，如負(fù)荷管理。這導(dǎo)致測(cè)量的數(shù)據(jù)信息不完整，無規(guī)律，灰色關(guān)聯(lián)分析法對(duì)此較為適合。因子分析——灰色關(guān)聯(lián)分析結(jié)合的方法相對(duì)于單一的灰色關(guān)聯(lián)分析方法包含了將維的原理，保留了原始變量提供的大部分信息，消除數(shù)據(jù)重疊的冗余信息?？梢悦枋鲭[藏的，不宜直接測(cè)量的，更基本的隱性變量，從而降低誤判的可能[11-12]。(注：本研究調(diào)研的對(duì)象為有經(jīng)驗(yàn)的飛行員及飛行教員，符合要求的調(diào)研人群相對(duì)較少，總共發(fā)放問卷125份，收回有效問卷110份，樣本量較少)。

灰色關(guān)聯(lián)分析評(píng)價(jià)模型[13]如下：

以行業(yè)內(nèi)理想飛行員的非技術(shù)技能各指標(biāo)值作為參考數(shù)列X0的各實(shí)體Xot，被評(píng)價(jià)飛行員的各指標(biāo)值作為比較數(shù)列Xi的各實(shí)體Sit,求關(guān)聯(lián)度ri，關(guān)聯(lián)度越大，說明被評(píng)飛行員的非技術(shù)技能與理想飛行員的非技術(shù)技能越接近，其非技術(shù)技能越強(qiáng)，反之，則非技術(shù)技能越弱。

2.1　選擇參考數(shù)列

飛行員的序號(hào)為i，i=1，2，…，m；t為第t個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的序號(hào)，t=1,2,…,n；Dit為第i個(gè)飛行員的第t個(gè)指標(biāo)的評(píng)價(jià)值。指標(biāo)分為定性指標(biāo)、定量指標(biāo)。對(duì)于定性指標(biāo)的評(píng)價(jià)，由專家打分(1～5)進(jìn)行；對(duì)于定量指標(biāo)的評(píng)價(jià)，由儀器測(cè)量(速度知覺測(cè)試儀，深度知覺測(cè)試儀，注意力分配測(cè)試儀器，反應(yīng)時(shí)間測(cè)試儀)得到，均取絕對(duì)值。

取每個(gè)指標(biāo)的最佳值的D0t參考書列D0的實(shí)體，于是有參考數(shù)列：

D0=(d01，d02，…，d0n)，式中：d0t=optimum(dit)，i=1，2，…，m；t=1,2,…,n。

對(duì)一個(gè)由m個(gè)飛行員，n個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的系統(tǒng)，有下列矩陣：

(1)

2.2指標(biāo)的規(guī)范化處理

規(guī)范化處理公式如下：

(2)

進(jìn)行規(guī)范化處理之后，得：

(3)

2.3　計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)

把規(guī)范化后的數(shù)列Y0=(Y01,Y02,…,Y0n)作為參考數(shù)列，Yi=(Yi1,Yi2,…,Yin)(i=1,2,…,m) 作為比較數(shù)列，有此公式可得關(guān)聯(lián)系數(shù)：

(4)

式中：i=1,2，…,m；t=1,2,…,n；p是分辨系數(shù)，0

進(jìn)而關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣如下：

(5)

2.4　計(jì)算單層次的關(guān)聯(lián)度

R=(ri)1x m= (r1,r2,…,rm)=WET

(6)

2.5　基于因子分析法的指標(biāo)權(quán)重的確定

1)二級(jí)指標(biāo)權(quán)重的確定

據(jù)1.2因子分析，得到成分得分系數(shù)矩陣，可根據(jù)以下公式計(jì)算二級(jí)指標(biāo)的權(quán)重：

βj=A1F1+A2F2+A3F3+A4F4(Ai表示第i個(gè)主因子對(duì)第j個(gè)二級(jí)指標(biāo)的得分系數(shù)，取其絕對(duì)值計(jì)算，F(xiàn)i為5個(gè)主因子的貢獻(xiàn)率)，再由下式計(jì)算二級(jí)指標(biāo)的權(quán)重。

(7)

2)一級(jí)指標(biāo)權(quán)重的確定

(8)

2.6　計(jì)算評(píng)價(jià)系統(tǒng)的最終關(guān)聯(lián)度

最終關(guān)聯(lián)度的計(jì)算方法如下:

1)將第二級(jí)各指標(biāo)的關(guān)聯(lián)系數(shù)進(jìn)行合成，分別得到他們所屬的第一級(jí)各指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度。Rk=Wj×EjT,(Rk為第k個(gè)一級(jí)指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度，Wj為第k個(gè)一級(jí)指標(biāo)下第j個(gè)二級(jí)指標(biāo)的權(quán)重，Ej為第k個(gè)一級(jí)指標(biāo)下二級(jí)指標(biāo)的關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣)。

3　實(shí)例應(yīng)用

以天津某航空公司飛行大隊(duì)為例，依據(jù)上述評(píng)價(jià)模型，隨機(jī)抽取5名不同背景的飛行員(編號(hào)1～5)。向?qū)＜抑v解飛行員非技術(shù)技能指標(biāo)體系中的每一個(gè)指標(biāo)，并邀請(qǐng)10名專家對(duì)5 名飛行員打分。

1)選擇參考數(shù)列以及確定各個(gè)飛行員的評(píng)價(jià)值矩陣(經(jīng)規(guī)范化處理后)

參考數(shù)列：D0=(5，5，5，5，0，0,1,0，5，5…)，參考數(shù)列規(guī)范化后：Y0=(1,1,1,1，0，0,0.2,0,1,1,1…)。專家打分規(guī)范化處理之后的評(píng)價(jià)值如表4。

表4　指標(biāo)規(guī)范化處理之后的評(píng)價(jià)值

2)計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)

把規(guī)范化后的數(shù)列Y0作為參考數(shù)列，Yi作為比較數(shù)列，利用公式計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)，得到每名飛行員各個(gè)指標(biāo)的關(guān)聯(lián)系數(shù)，如表5。

3)基于因子分析法的指標(biāo)權(quán)重的確定

由2.5的論述，權(quán)重計(jì)算結(jié)果如表6所示。

表5　關(guān)聯(lián)系數(shù)

表6　權(quán)重計(jì)算結(jié)果

4)評(píng)價(jià)系統(tǒng)的最終關(guān)聯(lián)度如表7所示。

表7　評(píng)價(jià)系統(tǒng)的最終關(guān)聯(lián)度

5)飛行員一級(jí)指標(biāo)關(guān)聯(lián)度加權(quán)值如表8所示。

表8　飛行員一級(jí)指標(biāo)關(guān)聯(lián)度加權(quán)值

6)結(jié)果分析

由廣義權(quán)距離計(jì)算理論可知[15],比較序列距離參考序列越近,關(guān)聯(lián)度越大。因此，飛行員的最終關(guān)聯(lián)度越大，其非技術(shù)技能與理想飛行員的差距越小，該飛行員的非技術(shù)技能越高，否則越低。據(jù)以上分析，5名飛行員非技術(shù)技能的關(guān)聯(lián)度排序?yàn)椋篟2>R3>R1>R5>R4。因此編號(hào)為2的飛行員非技術(shù)技能最強(qiáng)，編號(hào)為4的飛行員非技術(shù)技能最弱。

根據(jù)上述分析，某一個(gè)指標(biāo)的關(guān)聯(lián)系數(shù)越小，說明飛行員在此能力指標(biāo)上與理想飛行員的差距越大，相應(yīng)能力就越弱。據(jù)此，可識(shí)別飛行員非技術(shù)技能的薄弱環(huán)節(jié)。但是一級(jí)指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度大小受二級(jí)指標(biāo)權(quán)重的影響，由此，一級(jí)指標(biāo)關(guān)聯(lián)度加權(quán)值能反應(yīng)飛行員非技術(shù)技能的薄弱環(huán)節(jié)。編號(hào)為1的飛行員，指標(biāo)4的關(guān)聯(lián)度加權(quán)值明顯小于其他3個(gè)，說明此飛行員的領(lǐng)導(dǎo)與管理能力比較薄弱。同理，編號(hào)為2，3的飛行員，其非技術(shù)技能的薄弱環(huán)節(jié)為應(yīng)激能力。編號(hào)為4的飛行員，其非技術(shù)技能的薄弱環(huán)節(jié)為領(lǐng)導(dǎo)與管理能力，編號(hào)為5的飛行員，其非技術(shù)技能的薄弱環(huán)節(jié)為自動(dòng)化系統(tǒng)認(rèn)識(shí)。

4　結(jié)論

1)本文從飛行員的機(jī)組交流與合作、自動(dòng)化系統(tǒng)意識(shí)、情境意識(shí)與決策、領(lǐng)導(dǎo)與管理、應(yīng)激能力五個(gè)方面構(gòu)建了飛行員非技術(shù)技能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。運(yùn)用因子分析-灰色關(guān)聯(lián)分析的方法對(duì)某航空公司來自于不同背景的5 名飛行員進(jìn)行非技術(shù)技能的評(píng)價(jià)，定量的判定了5名飛行員非技術(shù)技能的高低。客觀反映了飛行員的非技術(shù)技能。為航空公司進(jìn)行績(jī)效考核提供數(shù)據(jù)支持和科學(xué)依據(jù)。

2)飛行員非技術(shù)技能一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)關(guān)聯(lián)度的加權(quán)值能判定飛行員非技術(shù)技能的薄弱環(huán)節(jié)，為航空公司進(jìn)行飛行員后期的非技術(shù)技能的培訓(xùn)提供有針對(duì)性的數(shù)據(jù)支持。

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